«8D05107 - Биология» мамандығы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Айнагулова Галия Сиюндуковна диссертациясын қорғауы
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Айнагулова Галия Сиюндуковна «8D05107 – Биология» білім беру бағдарламасы бойынша «Асбест шаңының сүтқоректілер ағзасына молекулалық-жасушалық әсерін зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Жалпы биология және геномика» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - қазақ тілінде
Ресми рецензенттер:
Ережепов Даурен Адилович
Шалахметова Тамара Минажевна - ғылым докторы, профессор, Әл-Фараби ат. ҚазҰУ "Ғылыми – техникалық паркі, профессор
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Тулеуханов Султан Тулеуханұлы
Акильжанова Айнур Рахметуловна - ғылым докторы, Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Практикалық профессор
Мукантаев Канатбек Найзабекович - Практикалық профессор
Ғылыми кеңесшілері:
Берсімбай Рахметқажы Іскендірұлы
Гасымов Эльдар Кочариоглы
Қорғау 2024 жылғы 24 желтоқсан, сағат 12:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05107 – Биология» мамандығы бойынша «8D051 – Биологиялық және сабақтас ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі онлайн форматта өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://us06web.zoom.us/j/85675283893?pwd=7wpEA3bnCdbkaLKSWO6Zaxa24MN2Dr.1, идентификатор конференции 856 7528 3893, код доступа 234542.
Мекен-жайы: г. Астана, ул. Кажымукана, 13, корпус №3, ауд. №333
Аңдатпа (қаз.): Зерттеудің жалпы сипаттамасы. Диссертациялық жұмыс хризотилді асбест шаңының егеуқұйрықтардың өкпесіне молекулалық-жасушалық әсерін зерттеуге арналған. Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Қоршаған ортаның ластануы бүкіл әлем үшін жаһандық мәселе болып табылады. Асбест қоршаған ортадағы маңызды канцерогендердің бірі. Асбест – табиғи силикатты минералды талшықтар, оның құрылымы бойынша отқа төзімділігі жоғары, электрлік және жылуды оқшаулау қабілеті бар. Бұл материал әртүрлі өнеркәсіп салаларында кең қолданыс тапты. Асбест ХІХ және ХХ ғасырларда өнеркәсіптің көптеген салаларында кеңінен қолданылды. ХІХ ғасырдың аяғында асбест құрылыста және кеме жасауда өрттен қорғау және оқшаулау үшін негізгі құрамдас бөлік ретінде, сонымен қатар көліктердің антифрикциялық және тежегіш төсемдері, сақиналары мен тіректері үшін үйкеліске қарсы материал ретінде және де сүзгілерді жасау өндірісінде пайдаланылды. Сонымен қатар, асбест жол төсемінің тұрақтылығын жақсарту үшін асфальтбетонға қоспа ретінде пайдаланылды. Нәтижесінде, асбестті өндіру және өңдеу, асбестцементін байыту және тұрмыстық мақсатта асбестті пайдалану үдерісі кезінде, көптеген өнеркәсіп жұмысшылары және қала тұрғындарының едәуір бөлігі асбест шаңына ұшырады. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының (ДДСҰ) мәліметтері бойынша, әлемде шамамен 125 миллион адам жұмыс орнында асбесттің әсеріне ұшырайды, бұл жыл сайын шамамен 230 000 өлімге әкеледі. 1970 жылдан 2005 жылдар аралығында Батыс елдерінің көпшілігі асбестті пайдалануға және 2019 жылға қарай 66 елде асбестке тыйым салынды. Хризотилді асбестті пайдалануға тыйым салуды Еуропалық қауымдастық амфиболды асбестті бақылаусыз пайдаланудың салдары мен зерттеу нәтижелері негізінде қабылдады. Бұл зерттеулер өнеркәсіп қызметкерлері мен халық арасында асбестоз (өкпе фиброзы), өкпе ісігі және плевра мезотелиомасының даму қаупі жоғары екенін көрсетті. Әлемдік асбест өндірісі 2020 жылы 1,2 миллион тоннадан астам көлемді құрады. Негізгі өндіруші елдер – Ресей, Қытай және Бразилия. Қазақстанда қазір жылына 250 мың тоннаға жуық хризотил-асбест өндірілсе, оның 95% экспортталады. Қостанай облысында орналасқан Жітіқара кәсіпорны хризотил-асбест кендерін өндіру және өңдеу бойынша дүние жүзіндегі хризотил талшығының 10%-ға жуығын өндіреді. Өкпенің қатерлі ісігі әдетте темекі шегумен және темекі түтінінің канцерогенді компоненттерімен байланысты. Ерлердегі өкпе ісігінің 90% және әйелдерде 80% темекі шегуден болады. Темекі шегу ерлер мен әйелдер арасындағы өлімнің шамамен 25%-ына жауапты. Дегенмен, ешқашан темекі шекпеген адамдарда да өкпе ісігінің дамуы барлық жағдайлардың 10-25% құрайды. Сондай-ақ сарапшылардың бағалауынша, жыл сайын 110 000-ға жуық адам асбест әсерінен өкпе ісігі, мезотелиома және асбестоздан көз жұмады. Дүние жүзіндегі барлық өкпе ісігі ауруы жағдайларының 5%-дан 7%-ға дейінгі себебі, асбесттің жоғары деңгейі болып табылады және негізінен кәсіптік әсерден туындайды. Сонымен қатар, тұрмыстық жағдайда асбест пен асбесті бар материалдарды пайдалану жыл сайын бірнеше мың өлімге әкелуі мүмкін. Темекі түтіні мен асбест талшықтарының бірге әсер етуі, өкпенің қатерлі ісігінің даму қаупін айтарлықтай арттырады. Асбест әртүрлі иммундық жасушаларға, цитокиндерге, цитокинді байланыстыратын ақуыздарға және асбестозды қоса алғанда, фиброзды өкпе ауруларындағы өсу факторларына аурудың көріністерін реттеуде әсер етуі мүмкін. Өкпе фиброзының патогенезіне қатысатын кейбір маңызды цитокиндер мен өсу факторлары жасушалық зақымдануды күшейтеді және фибробласттардың пролиферациясын және коллагеннің жинақталуын белсендіреді. TNF-α цитокині – асбестпен индукцияланған өкпе уыттылығына қатысатын негізгі цитокин. Асбестоз және идиопатиялық өкпе фиброзы кезінде альвеолярлы макрофагтар TNF-α деңгейін жоғарылатады. TNF-α эпителий жасушаларына әсері арқылы өкпенің қабынуына ықпал етуі мүмкін. Өкпе жасушаларына хризотилді асбесттің әсер ету механизмін анықтау үшін қосымша зерттеулер қажет. Асбест толық зерттелмеген молекулалық механизмдер арқылы асбестоз бен қатерлі ісіктерді тудырады. Жасушалық және молекулалық деңгейдегі патологиялық процестер митохондриялардың функционалдық жағдайының бұзылуымен анықталуы мүмкін. Митохондриялық дисфункция көптеген өкпе ауруларының патогенезінде маңызды рөл атқарады. Митохондриялар электронды тасымалдау тізбегі ағыны кезінде түзілетін оттегінің белсенді түрлерінің (ROS) негізгі көзі болып табылады. Митохондриядан шыққан оттегінің белсенді түрлері альвеолярлы эпителий жасушаларының асбестпен индукцияланған апоптозын реттеуге қатысады. Асбесттің хризотил және крокидолит түрлері тотығу стресін тудырады және жергілікті қабыну медиаторларын қоздырып, нәтижесінде реактивті қабыну микроортасы мен жасуша пролиферациясының пайда болатыны көрсетілген. Жасушаларда болатын барлық осы процестер оттегінің белсенді түрлерінің қатысуымен жүзеге асырылады. Асбест бірнеше механизмдер арқылы оттегінің белсенді түрлерінің өндірісін тудырады, олар ішінара қабыну жасушаларының белсендірілуін, асбест талшықтарындағы темірдің иондық күйін, митохондрияларды және басқа жасушаішілік көздерді қамтиды. Асбест талшықтары митохондриялық ДНҚ-ға және функционалды электрондарды тасымалдауға әсер етеді, нәтижесінде митохондриядан алынған оттегінің белсенді түрлері түзіледі. Митохондриялардың функционалдық күйі мен олардың ультрақұрылымындағы өзгерістері арасындағы байланыс жақсы белгілі. Сондықтан асбест әсерінен туындайтын митохондриялардағы морфологиялық өзгерістерді зерттеу өзекті және перспективті болып табылады, өйткені митохондриялардың ультрақұрылымындағы бұзылулар, аурудың анықталатын клиникалық белгілерінің пайда болуынан әлдеқайда ертерек дамиды. Сонымен қатар митохондрияларға тән ультрақұрылым, ұлпаның функционалдық жағдайының өзгеруін және соның салдары ретінде патологиялық үдерістердің дамуының басталуын көрсетеді. Соңғы жылдары митохондрияның ультрақұрылымын морфометриялық талдаудың тиімді әдістері әзірленді, олар митохондриялардың ультрақұрылымдық бұзылыстарының дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді, бұл жасушалық органеллалардың және тұтастай алғанда ұлпаның функционалдық жағдайын көрсетеді. Типтік митохондриялық ультрақұрылым жасушалар, ұлпалар және ағзалардың жарамдылығы үшін маңызды болатын митохондриялық қызметтердің алғы шарты болып табылады. Салыстырмалы түрде жақында ашылған митохондриялық байланыс орны және кристаларды ұйымдастыру жүйесі MICOS (mitochondrial contact site and cristae organizing system), митохондриялық кристалардың және оның ақуыздарының, соның ішінде митофилиннің түзілуіне, сақталуына және тұрақтылығына ықпал ететін, ашытқыдан адамға дейінгі әртүрлі ағзаларда маңызды ақуыздық кешен болып табылады және митохондриялық мембраналардың архитектурасын ұйымдастыруда шешуші рөл атқарады. Митохондриялық дисфункция жасуша өлімін тудыратын оттегінің белсенді түрлерінің уытты деңгейлерінің шығарылуына әкелуі мүмкін болатындықтан, онымен күресу үшін зақымдалған митохондрияларды қалпына келтіру және митохондриялық желінің жалпы тұтастығын қадағалайтын бірқатар сапаны бақылау жүйелері бар. Алайда, митохондриялық зақымдануды қалпына келтіру мүмкіндігі қиындықтар тудыратын болса, митохондриялар таңдамалы түрде митофагия, яғни зақымдалған митохондрияларды бұзуға арналған жасушаішілік процесс арқылы жойылып, жасушаның дегенерациясын тудыруы мүмкін. Митофагия кезінде паркин (PRKN) зақымдалған митохондрияларды ыдырату үшін лизосомаға бағыттайды. Митохондриялық дисфункция кезінде митохондрияларда бөліну мен синтездің бұзылуы, тасымалдау мен морфологиясының өзгеруі, сондай-ақ PRKN деңгейінің қалыпсыздығы және митохондриялық ақуыздардың белсенділігі жүреді. Митохондриялар энергиямен қамтамасыз ету, апоптоз сияқты жасушаның ең маңызды қызметтерін орындайды және басқа маңызды реттеуші физиологиялық процестерде, соның ішінде ағзаның бейімделу реакцияларының қалыптасуында маңызды рөл атқарады. Апоптоздың жоғары деңгейі еркін айналымдағы нуклеин қышқылдарын – еркін айналымдағы митохондриялық ДНҚ-ны (еа-мтДНҚ) босатып, өкпе ұлпасында қабыну процестерінің дамуын тудыруы мүмкін. еа-мтДНҚ-ның көшірме саны қатерлі ісіктердің әртүрлі түрлерінде, соның ішінде өкпенің қатерлі ісігі кезінде де өзгереді. Қатерлі ісіктерді зерттеу үшін еа-мтДНҚ жануарлар жасушаларында қабынуға қарсы сигналдарды таратудың өзіндік трансдукциялық механизмі ретінде қызмет ететін бірқатар аурулардың биомаркері ретінде үлкен мәнге ие. Дегенмен, хризотилді асбест әсерінен туындаған өкпе ісігінің патогенезінде еа-мтДНҚ-ның рөлі зерттелмеген. Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, өкпе ұлпасына асбест шаңының молекулалық-жасушалық әсерін зерттеуге, жасушаларды патологияға алып келетін жасушаішілік және молекулалық механизмдерді анықтауға және сүтқоректілер ағзасына хризотилді асбест әсер еткенде туындайтын өзгерістерді түсінуге мүмкіндік беретін өзекті тақырып болып табылады. Зерттеудің мақсаты. Егеуқұйрықтардың өкпе ұлпасына хризотилді асбест әсерінің молекулалық-жасушалық әсерін зерттеу. Мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды: 1. Хризотилді асбест әсерінен егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларының морфологиялық құрылымын зерттеу. 2. Хризотилді асбест әсерінен егеуқұйрықтардың қан сарысуындағы цитокиндердің (IL-6, IL-4 және TNF-α) деңгейін және В- мен Т-лимфоциттердің иммундық жүйесінің көрсеткіштерін анықтау. 3. Электрондық микроскопиялық зерттеулерді жүргізу және хризотил асбестінің әсерінен егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларындағы митохондриялар ультрақұрылымының морфометриялық көрсеткіштерін зерттеу. 4. Хризотилді асбест әсерінен егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларындағы паркин (PRKN) және митофилин (IMMT - Inner mitochondrial membrane transmembrane) ақуыздарын зерттеу. 5. Егеуқұйрықтардың қан плазмасының құрамындағы еркін айналымдағы митохондриялық ДНҚ-ға (еа-мтДНҚ) хризотилді асбесттің әсерін анықтау. Зерттеу нысаны жыныстық жетілген еркек жынысты ақ түсті Вистар егеуқұйрықтары болды. Тәжірибелік асбестозды жасау үшін хризотил асбест шаңын тәжірибелік жануарлардың өкпесіне интратрахеальді, ал бақылау жануарларына тұз ерітіндісі енгізілді. Жануарлар үш топқа бөлінді: 1) бақылау; 2) 25 мг дозада асбестпен уланған; 3) 50 мг дозада асбестпен уланған. Жануарлардың өкпесіне интратрахеальді хризотил асбест шаңы енгізілген соң екі айдан кейін егеуқұйрықтардың өкпесі алынып, қажетті көрсеткіштері зерттелді. Диссертациялық жұмыс Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің жалпы биология және геномика кафедрасында, Жасушалық биология және биотехнология институтында (Астана, Қазақстан) және Әзірбайжан медициналық университетінің цитология, эмбриология және гистология кафедрасында (Баку, Әзірбайжан) жасалды. Зерттеу әдістері: диссертациялық жұмыста жарық және электронды микроскопия әдістері; гистологиялық, молекулалық және иммунологиялық зерттеу әдістері; нақты уақыттағы полимеразды тізбекті реакция; FITC-конъюгацияланған моноклоналды антиденелерді пайдалана отырып, иммунофлуоресценциялық талдау; митохондриялық ультрақұрылымды морфометриялық талдау; паркин (PRKN) және митофилин (IMMT) ақуыздарына арналған иммуноферменттік талдау; статистикалық мәліметтерді өңдеу қолданылды. Зерттеудің ғылыми жаңалығы: - егеуқұйрықтарға хризотил асбестін интратрахеальді енгізгеннен кейін жарық микроскопиясының көмегімен жануарлардың өкпе ұлпасының морфологиялық құрылымы зерттелді; - хризотилді асбестке ұшыраған егеуқұйрықтардың қан сарысуындағы қабынуды бастаушы IL-6, TNF-α және қабынуға қарсы IL-4 цитокиндерінің деңгейі анықталды; - хризотил асбестінің әртүрлі дозаларымен әсер еткенде асбест шаңымен уланған егеуқұйрықтар өкпесіндендегі иммундық жүйесінің Т- және В-лимфоциттер көрсеткіштері анықталды; - хризотилді асбестті егеуқұйрықтарға интратрахеальді енгізгеннен кейін жануарлардың өкпесіндегі митохондриялардың ультрақұрылымына морфометриялық зерттеулер жүргізілді және асбест дозасына байланысты митохондриялардың ультрақұрылымының морфометриялық сипаттамаларында болатын өзгерістер көрсетілді; - хризотилді асбесттің әсер етуіне байланысты митохондриялық кристалардың құрылымын тұрақтандыратын митофилин ақуыздарының және зақымдалған митохондрияларды қалпына келтіріп, митофагия арқылы митохондриялар желісінің тұтастығын сақтайтын паркиннің құрамы анықталды; - хризотилді асбест әсерінен егеуқұйрықтардың өкпесіндегі еркін айналымдағы митохондриялық ДНҚ деңгейі анықталды. Жұмыстың теориялық және практикалық маңызы. Зерттеу хризотилді асбесттен туындаған егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларындағы қабыну процестерінің дамуының молекулалық-жасушалық механизмдері туралы білімді тереңдетуге мүмкіндік береді. Егеуқұйрықтардың тәжірибелік үлгісімен жасалған жұмыс хризотил асбестінің әрсеріне молекулалық-жасушалық жауаптың механизмдерін анықтауға мүмкіндік береді, сонымен қатар асқынулардың алдын алуға және қаупін азайтуға, ауру жағдайларының санын азайтуға, жеке емдеу әдістерін оңтайландыруға, Қазақстандағы асбестпен байланысты аурулардың әл-ауқаты пен өмір сапасын жақсартуға көмектеседі. Диссертациялық жұмысының нәтижелері сынақтан өтіп, Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ-нің жалпы биология және геномика кафедрасының оқу үдерісіне енгізілді (Енгізу актісі Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті Жалпы биология және геномика кафедрасының 1 курс магистранттарына 7М01513-Биология білім беру бағдарламасының «Молекулалық және жасушалық биология» және 7М05107-Биология оқу бағдарламасының «Молекулалық-генетикалық процестердің негіздері» пәндеріне енгізілді). Диссертацияның қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалары: 1. Хризотилді асбестпен әсер еткенде егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларының морфологиялық құрылымында патологиялық өзгерістер дамиды, олар созылмалы бронхитте, ұсақ ошақты бронхопневмонияда және ұсақ ошақты периваскулярлы склерозда, сонымен қатар обструктивті эмфиземада, тыныс алудың жетіспеушілігінде және өкпе гипертензиясында байқалады. 2. Хризотилді асбест әсерінен егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларында қабынуды бастаушы және қабынуға қарсы IL-6, TNF-α, IL-4 цитокиндер деңгейінің жоғарылауы және иммундық жүйе көрсеткіштері қабыну процесінің жедел кезеңін көрсетеді. 3. Хризотилді асбест әсер еткенде егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларындағы митохондриялардың ауданының, периметрінің, сыртқы және ішкі мембраналардың орташа диаметрінің, кристалар мен мембрана аралық кеңістік диаметрінің ұлғаюы, сондай-ақ митохондрияларының ультрақұрылымындағы кристалар ұзындығының азаюы митохондриялық дисфункция болып табылады. 4. Хризотилді асбестпен әсер еткенде митохондриялық ақуыздар паркин мен митофилин деңгейінің төмендеуі егеуқұйрықтардың өкпе ұлпаларында кристалардың бұзылуының, зақымдалулардың жинақталуының және митохондриялық дисфункцияның көрсеткіші болып табылады. 5. Хризотилді асбестпен әсер еткенде егеуқұйрықтардың қан плазмасында еа-мтДНҚ деңгейінің жоғарылауы ағзада қабыну үдерісінің дамуын көрсетеді. Жұмыстың ғылыми-зерттеу бағдарламаларымен байланысы. Диссертациялық жұмыс ҚР БҒМ 2020-2023 ж.ж. AR09259700 «Асбест әсерінен туындаған өкпе ісігінің патогенезіндегі молекулалық өзгерістерді зерттеу» гранттық қаржыландыру аясында орындалды. Зерттеу нәтижелерінің апробациясы. Зерттеудің нәтижелері мен диссертацияның негізгі ережелері халықаралық және республикалық конференцияларда баяндалды және ұсынылды: 1. «ХХІ ғасырдағы еңбек медицинасы: жұмыс жасайтын халықтың денсаулығын қорғау мәселелері» атты халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция (Қарағанды, 2022 ж.). 2. «Омаров оқулары: ХХІ ғасыр биологиясы мен биотехнологиясы» халықаралық ғылыми форумы (Астана, 2023 ж.). 3. «Еңбек медицинасының және медициналық экологияның даму болашағы» халықаралық ғылыми-практикалық конференция (Қарағанды, 2023 ж.). 4. «Ғылым мен білімді дамытудың басым бағыттары» халықаралық ғылыми конференциясы (Астана, 2023 ж.). 5. «Ǵylym jáne bilim - 2024» студенттер мен жас ғалымдардың халықаралық ғылыми конференциясының жинақтары (Астана, 2024). Мақалалар. Ұсынылған диссертациялық жұмыстың зерттеу нәтижелері негізінде 10 баспа мақалаларында, оның ішінде 1 мақала Scopus деректер базасына кіретін басылымдарда (Cytokine, IF 3.8, процентиль 78); Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің білім саласында сапаны қамтамасыз ету комитетімен ұсынылған 4 мақала; халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциялардың мақалалар жинақтарында 5 жұмыс жарияланды. Диссертацияның көлемі мен құрылымы. Диссертация 104 бетте сипатталған және белгілеулер мен қысқартулардан, кіріспе, әдебиеттерге шолу, зерттеу нысандары мен әдістерден, зерттеу нәтижелері мен талқылаулардан, қорытынды, 239 пайдаланылған әдебиеттер тізімінен, 4 кесте мен 32 суреттен және 1 қосымшадан тұрады.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/PI3AfLlUddA?si=Aox4D_REHybmuVpr
